Mitose

Chapitre 2 : la division cellulaire par mitose Chez les végétaux, les divisions cellulaires ont lieu dans les méristèmes. Problème(s) : Comment se produit la division cellulaire ? Comment s'effectue la transmission de l'information génétique d'une génération à la suivante ? le déroulement de la mitose des observations cf. : Identification des étapes de la mitose d'une cellule végétale cf. Schématisation des étapes de la mitose pour une cellule animale B interprétation Remarques : Les cellules filles possèdent 6 chromosomes monochromatidiens, grâce à l'anaphase, chaque cellule fille reçoit la même quantité de chromatides. La mitose assure une transmission quantitative de l'information génétique. Chez l'Homme, en prophase, les cellules possèdent 46 chromosomes (2n = 46 chromosomes à deux chromatides). En télophase, les deux cellules filles possèdent chacune 46 chromosomes monochromatidiens. La cellule mère possédait 6 chromosomes bichromatidiens, chaque cellule fille possède 6 chromosomes monochromatidiens. Si elles doivent se diviser, elles doivent doubler leur nombre de chromatides, c'est la duplication de l'ADN. La duplication de l'ADN Définition : C'est le doublement des filaments chromosomiques rendant possible la division cellulaire. Problèmes : Comment s'effectue la duplication de l'ADN ? Où se fait-elle ? Quand se fait-elle ? La place de la duplication de l'ADN au cours d'un cycle cellulaire [pic] Q3 : Durée d'un cycle cellulaire = 12 heures (1h de mitose + 11h d'interphase). Q4 : de t=2h à t =5h30 le taux d'ADN=4(Q) : c'est une phase de croissance cellulaire appelée G1 de 5h30 à 10h, le taux d'ADN passe de 4 à 8 (de Q à 2Q) : C'est la phase de duplication de l'ADN appelée S de 10h à 13h, le taux d'ADN est stable à 8 (2Q) : C'est une phase de croissance cellulaire appelée G2 Q5 : La duplication de l'ADN a lieu au milieu de l'interphase (entre les phases G1 et G2), elle dure 4h30. Le mécanisme de la duplication de l'ADN L'expérience de Meselson et Stahl A la première génération, les bactéries ont reçu un brin lourd et un brin léger, c'est de l'ADN hybride. A la deuxième génération, les bactéries ont soit de l'ADN hybride, soit de l'ADN léger. Conclusion : Lors de la duplication, chaque brin d'ADN sert de modèle pour la synthèse d'un nouveau brin. Chaque brin néoformé reste associé à son brin parental complémentaire. La duplication de l'ADN est dite semi conservative. L'expérience de Taylor Observations Cellule cultivée sur milieu radioactif pendant un cycle cellulaire Cellule cultivée sur un milieu non radioactif pendant un cycle cellulaire Interprétation Chaque brin radioactif sert de modèle pour la fabrication d'un brin non radioactif. A la génération suivante, le chromosome comporte une chromatide avec un brin parental radioactif, et son brin complémentaire non radioactif. L'autre chromatide possédant un brin parental non radioactif, et son brin complémentaire non radioactif. Conclusion L'expérience de Taylor confirme que la réplication de l'ADN est semi conservative. Les « yeux de réplication « Les zones où les deux brins sont séparés et où se forment les deux brin néoformés s'appellent des « yeux de réplication «. Ce sont les points d'origine de la réplication. Chaque ?il correspond à deux fourches de réplications. Sur chaque fourche, la réplication progresse en sens inverse. L'existence de plusieurs yeux permet une réplication plus rapide de l'ADN Schématisation de la duplication de l'ADN La duplication de l'ADN T A T A G A G A C A C A C G T G A G A T A T C T C T G T G T G C A C T C A C A C A C G T G A G G T G T G T G C A C T C A G T A T A A T A T C T C A C A C A C G T G A G T G T G T G C A C T C T A T A G A G A C A C A C G T G A G A T A T C T C T G T G T G C A C T C T A T A G A G A C A C A C G T G A G A T A T C T C T G T G T G C A C T C Chaque molécule d'ADN est identique à la molécule initiale. On parle de transmission qualitative de l'information génétique Les ADN sont formés d'un brin venant de la cellule préexistante (brin parental) et d'un brin venant d'être synthétisé (brin néoformé). On parle de duplication semi conservative. III) Evolution des structures cellulaires au cours de la mitose Des membranes nucléaires Au cours de la prophase, il y a disparition progressive de la membrane nucléaire. Lors de la télophase, deux nouvelles membranes nucléaires délimitent les deux noyaux des deux cellules filles. Le fuseau de division Le fuseau de division est formé de microtubules de nature protéique En interphase, les microtubules sont répartis dans la totalité de la cellule En métaphase, les microtubules s'organisent en fuseau de division. Elles s'attachent au niveau du centromère En anaphase, le raccourcissement des microtubules tire les chromosomes monochromatidiens vers les pôles Le partage du cytoplasme Chez les végétaux, les vésicules contiennent des molécules nécessaires à la paroi squelettique. Les vésicules fusionnent une ébauche de la paroi squelettique. Chez les cellules animales, un anneau contractile provoque un rétrécissement du cytoplasme dans la zone équatoriale. IV) Synthèse La transmission du matériel génétique est réalisée au cours d'un cycle cellulaire en deux étapes clés : La phase S de l'interphase où la réplication de l'ADN est à l'origine de deux chromatides identiques par chromosome. Il y a stabilité qualitative. L'anaphase de la mitose où la séparation des chromatides de chaque chromosome en deux lots identiques dont chaque nouvelle cellule hérite assure une stabilité quantitative. L'alternance systématique de la phase S et de l'anaphase assure la conservation de l'IG (info génétique) au cours des générations cellulaires successives. Au cours d'un cycle cellulaire, il y a reproduction conforme de l'IG (info génétique). V) Exercices [pic] [pic] Les deux chromatides d'un même chromosome sont s?urs, elles portent la même info génétique (HbA / HbA) car elle sont issues d'une duplication de l'ADN qui a donné deux molécules d'ADN rigoureusement identiques Les chromatides de deux chromosomes distincts ne portent pas forcément la même information génétique car un chromosome est paternel, et l'autre est maternel (HbA / HbS). Les deux chromosomes de la même paire peuvent aussi porter la même information génétique (HbA / HbA). Exercices du livre : p108/109 2p109 : Q1 : Cliché a : fin d'anaphase Cliché b : métaphase Cliché c : prophase Cliché d : anaphase Cliché e : interphase Cliché f : télophase Cliché g : début de prophase Cliché h : télophase Q2 : Cf. cours : cellule animale avec 2n=4 Q3 : points communs : mêmes phases du cycle cellulaire Différences : pas de paroi squelettique et division par étranglement provoqué par anneau contractile 1p108 Q1 : Les chromosomes présentent deux chromatides, il ne peut s'agir que d'une prophase ou d'une métaphase. La plupart des chromosomes ont leur centromère dirigé vers le centre de la cellule, les chromosomes forment une couronne, il s'agit d'une métaphase en vue polaire. Q2 : La cellule comporte 2n=16 chromosomes, soit 32 ADN, soit 64 brins. Vrai ou faux : A : FAUX : « une réplication suivie de la mitose « B : VRAI C : FAUX D : FAUX ----------------------- Paroi squelettique Plaque métaphasique Prophase Métaphase Anaphase Télophase Paroi squelettique en cours de formation Membrane nucléaire en cours de formation Mitose d'une cellule végétale où 2n=4 chromosomes Aster Prophase Métaphase Anaphase Télophase Anneau contractile Mitose Mitose Interphase Cycle cellulaire G1 S G2 Thymine radioactive Thymine radioactive ?il de réplication ADN double brin 1 brin d'ADN Futur brin néoformé Brin parental Une enzyme sépare les deux brins de l'ADN. Il y a désappariement des bases azotées. Brin parental Brin néoformé Brin parental Brin néoformé Ordre chronologique : E G C B D A H F